铁路隧道照明节能探讨

铁路隧道照明节能探讨

李彦军

甘肃综合铁道工程承包有限公司甘肃省730000

摘要：随着经济的发展，我国的基础设施建设也得到了较快的发展，对于推进社会发展也有一定的意义，而在建设资源节约型社会的背景下，基于此，本文论述铁路隧道照明节能分析，力求不断推动其进步。

关键词：铁路；隧道；照明；节能

引言

随着我国铁路的快速发展，尤其近年来高速铁路的建设取得了世人瞩目的成就。到2015年底，高速铁路运营里程达到了1.9万km，占世界高速铁路总里程60%以上。高速铁路运行速度快，线路顺直，曲线半径大，在山区往往桥隧相连，全线会包含多座长大隧道。为保证行车安全，方便巡视和设备维修，及时发现和排除隐患，提高沿线设备运行质量以及在发生火灾及其他灾害时，能及时引导人员疏散，隧道照明变得尤为重要。高速铁路集中体现了我国铁路各领域科技发展的最高水平，针对为高速铁路安全运行提供服务保障的隧道照明而言，其照明控制系统的设计理念及技术水平也应与高速铁路的实际需求与发展相适应。

本文通过对已通车运营的高速铁路现状进行分析，总结交流控制与直流控制两种常规控制方式存在的问题。结合技术的不断发展与高速铁路运营及维护的实际需要，提出了智能控制的方案，并对实际应用的案例进行了介绍。智能控制作为隧道照明控制的新技术，具有很好的推广前景。

另外，在高速铁路项目的设计过程中，对各种控制方式的选用原则尚无统一的规定。本文结合各种控制方式的原理、功能和特点，给出了各自应用范围的建议。

1、隧道照明控制的现状分析

目前，国内已通车的高速铁路项目中，隧道照明的控制方式主要包括交流控制与直流控制两种。下面分别对这两种控制方式的特点、控制原理及存在的问进行分析。

1.1交流控制方式

交流控制为一种较为传统的控制方式，借鉴了普速铁路隧道照明的控制原理，多年来在各类型铁路隧道中得到了广泛的应用。在一些高速铁路项目中也采用了这种控制方式，如大西高速铁路、津秦客运专线、青荣城际铁路等。当首端控制箱转换开关SA处于手动档位时，在首端控制箱或末端控制箱按下启动按钮1SB，接触器KM带电，末端控制箱继电器K带电，K常开接点闭合，线路自锁，区间照明灯点亮。当在首端或末端控制箱按下停止按钮2SB时，接触器KM失电，照明灯关闭。当控制应急照明时，沿隧道壁每隔200m设1处应急照明紧急启动按钮，在隧道内发生火灾时，人员可以随时从就近的一个按钮箱点亮应急照明。

1.2直流控制方式

直流控制是为适应长大隧道照明的特点而设计的一种控制方式。直流控制方式采用直流220V电压，直流电源可由安装在箱变洞室照明配电箱内的整流器提供，也可由EPS提供。直流控制方式控制距离长，在高速铁路长大隧道中应用广泛，如京沪高速铁路、合福高速铁路等。与交流控制方式相类似，通过本供电臂首端箱与末端箱内的启停按钮实现对本段照明的两端控制。所不同的是，在紧急情况下或发生事故时，可通过洞口两端及隧道内每隔200m一处的紧急启动按钮一键开启隧道内全部照明灯，并可在洞口首末端一键关闭全部照明灯。直流控制方式弥补了交流控制存在的不足。首先，由于直流供电时不用考虑分布电容的影响，可实现长距离控制。由各综合洞室同时为直流控制母线提供直流电源，控制母线可以跨多个供电臂。其次，虽然直流控制在正常情况下也是按照单个供电臂进行两端控制，但在隧道洞口设置了一键关灯功能。巡视及维修时即使忘记了关闭上一个供电臂的照明，到隧道出口也可一键关灯，避免返回关灯耽误时间。

2、隧道照明节能措施分析

2.1设计工作

在铁路隧道中，通过设置在隧道口的电源开关箱及洞内的照明控制箱，人工进行照明系统的逐级控制。这种只使用于线路检修人员检修线路，但在铁路正常运行时，为了保障列车的安全运行，一般设置为长明灯，这就造成了巨大的电能浪费。手动照明控制点分散、管理不便、电能浪费大，因此不宜在隧道照明中单独采用手动控制系统。分级控制的工作原理为：在隧道口、隧道外合理位置布设检测照度的仪器，将隧道外、隧道入口处的光强度数据信息传输到主控制系统进行处理，分别逐级控制隧道内各区段的照明强度。铁路隧道照明系统在设计阶段，为了保证列车的运行安全，其设计参数值取值较大。隧道外照度的取值，往往是按夏季日照时间最长时提取最大亮度，用来设计隧道内灯具的布置位置及所采用的灯具功率。而在铁路运行中，设计值偏大而实际光强度需求量较小，这样就造成了大量电能的浪费。因隧道布局限制，大量路线无法布置安装，一般只能做到人工控制2-3级，隧道内灯具基本都处于最大亮度，无法对整个隧道的照明进行有效的节能控制，因此分级控制不宜在铁路隧道照明系统中采用。分时段照明控制方式吸纳了传统照明控制方式，具有节约电能、灵活多变的特点，其基本原理是依靠中心控制系统，通过数字模拟转换器来控制隧道的配电照明。所谓的分时段智能照明控制系统就是实现了照明开关的自主控制、告别了传统照明方式的手动、人工控制。该系统虽然很好地解决了传统照明控制方式对“照明控制相对分散和不利于有效管理”等问题，照明控制的集中高效管理的问题得到有效解决，但隧道照明系统主要用于列车通过时的照明和日常检修时的照明，因列车表、检修时间不固定，无法对照明系统进行准确控制，因此分时段进行的时序控制，也不适用于铁路隧道照明。

2.2隧道LED照明智能控制系统方案

照明控制是PLC控制系统的关键技术，是整个控制系统的核心组成，关系到整个系统的控制效果。铁路隧道照明控制技术，由早期的人工控制发展到现如今的自动控制，自动控制包括时间自动控制和亮度自动控制。

2.2.1时间自动控制

隧道照明控制根据全天24h不同时段划分不同照明等级，通常情况下每天中午的时间段是照明等级最高的，隧道内所有LED灯全亮，每天深夜的时间段内照明等级最低，隧道内LED灯满足基本照明即可。这种自动控制方式存在一定的缺陷，虽然中午时段相比较深夜来说车辆较多，但是中午时段也不需要最高等级照明，此外，如果遇到阴雨天气、季节变化等，照明时段划分也会随之改变，因此这种自动控制方式会造成电能的浪费。不过在其他控制方式无法正常运转时，这种照明控制方式也可以作为暂时性备用选择。

2.2.2亮度自动控制

亮度自动控制是根据隧道外的亮度和车流量情况来调节隧道内的照明等级，由PLC控制系统输出控制电压，调节LED灯照明等级。这一照明方式相对于时间自动控制来说，能够实现亮度的实时调节，不会出现电能浪费的情况，但这一控制系统也存在着不足，当遇到多云天气频繁出现云层遮挡阳光的情况时，控制系统会根据隧道外亮度频繁调节隧道内的照度等级，当天黑以后，亮度变化很小，就难以根据隧道外光亮进行实时调节。以上分析可知，单独使用两种控制系统都会在实际操作中遇到一些问题，不能保证系统持续有效地进行工作，所以综合两者的优点，将两套控制系统结合使用可以达到更好的控制效果。

3、结语

保护地球资源是人类的重要使命，由此在资源保护中低碳是永恒不变的话题，为了满足低碳性能的要求，就需要做好节能减排的任务，通过研究获取一定的成果和经验，主要是通过方法简述和思考，在一定范围内为节能减排工作提供部分可用性参考。

参考文献

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